Информатика в промышленности
|
| Информатика в промышленности В 60 –70 годы ХХ века появились предпосылки для автоматизации информационных процессов на промышленных предприятиях. Появились 2 класса автоматизированных систем управления (АСУ): АСУ предприятиями (АСУП) и АСУ технологическими процессами (АСУ ТП). Это разные классы систем. АСУП – система управления организационного типа, собственно управляющие воздействия в такой системе являются документами (планы, графики, счета, балансы и т.п.). АСУ ТП - система управления технологического типа. Управляющие воздействия формируются системой в виде сигналов, дискретных или непрерывных, поступающих на исполнительные устройства. Основной особенностью АСУ ТП в части программного обеспечения является использование операционных систем реального времени (ОСРВ). Технической особенностью является наличие специальных модулей для ввода и вывода сигналов (или, по другому, наличие УСО – устройства связи с объектом). Достаточно долгое время АСУ ТП и особенно АСУП были экономически неэффективны, что во многом объяснялось низкой надежностью средств вычислительной техники и низким качеством программного обеспечения. Новое развитие эти системы получили с появлением надежных технических средств в виде микропроцессорных контроллеров, персональных ЭВМ и появлением новых программных продуктов. Системы верхнего уровня (АСУП) базируются на стандартной вычислительной технике, а их возможности полностью определяются используемыми программами. Поэтому, начиная с 90-х годов, эти автоматизированные системы стали называть по имени используемых прикладных программных пакетов. Таким образом, сформировалась следующая иерархия автоматизированных систем (см. рисунок 1).  Рисунок 1. Иерархия автоматизированных систем на промышленных предприятиях Задачами ERP-систем являются управления бизнес-процессами на предприятии, в т.ч. бухгалтерия, сбыт, материально-техническое снабжение, календарное планирование и т.п. MES-системы как самостоятельный класс появились относительно недавно. Они предназначены для оперативного управления производством в реальном времени. К числу решаемых задач, относятся, например, такие:
Кроме перечисленных выше собственно управляющих систем, широко развиваются чисто информационные системы: CAD – системы автоматизированного проектирования и конструирования изделий; CAM – системы автоматизированного проектирования программного обеспечения. Объединенные по своим задачам системы получили наименование CAD/CAM систем. Системы информационной поддержки изделий на всем пути их жизненного цикла (проектирование – организация производства – производство – модификация – эксплуатация) получили название CALS –систем. Используется также обозначение PLM-системы – системы для хранения и управления данными о выпускаемом изделии. Основной сферой интереса студентов направления «Автоматизация и управление» являются управляющие системы нижнего уровня – АСУ ТП. Перечислим основные функции таких систем:
При создании любой АСУ ТП необходимо разработать техническую часть – техническое обеспечение и программную часть – программное обеспечение. Рассмотрим основные структуры АСУ ТП. 1  . Централизованная структура (рисунок 2). Решение всех задач завязано на один компьютер. Модули ввода/вывода входят в состав компьютера. Система дешевая, но с низкой живучестью и надежностью. Рисунок 2. Централизованная АСУ ТП. 2. Распределенная АСУ ТП (рисунок 3). Решение основных задач распределено по отдельным контроллерам. Компьютер используется только для визуализации и ведения архивов. Такая система является наиболее живучей: выход из строя одного из контроллеров или компьютера не приводит к отказу всей системы.  Рисунок 3. Распределенная АСУ ТП. Для управления сложными процессами с большим числом контролируемых параметров могут использоваться несколько компьютеров. Каждый из них используется для контроля своего производственного участка или технологического процесса. Отдельный компьютер, называемый обычно инженерной станцией, может использоваться для контроля собственно за АСУ ТП, для отладки и модернизации программного обеспечения. Кроме того, часто вместо отдельных МПК может использоваться один, достаточно мощный МПК или сборка контроллеров, снабженных модулями ввода/вывода сигналов. Число таких модулей выбирается в соответствии с числом и типом технологических параметров. Такой вариант АСУ ТП показан на рисунке 4.  Рисунок 4. Вариант распределенной АСУ ТП. 3. Системы с интеллектуальным периферийным оборудованием (рисунок 5). В этом случае датчики и исполнительные механизмы, установленные непосредственно на технологическом оборудовании (на сленге АСУ ТП – полевое оборудование) связаны с центральной частью системы цифровыми кодированными сигналами, передающимися по локальной полевой сети. Преимущества такой системы: точность и надежность передачи данных; уменьшение объема монтажных работ; многопеременный доступ к оборудованию (например, датчик сообщает не только значение температуры, но и сигнализирует, что наступил срок поверки и т.п.). Недостатки: дороговизна интеллектуального полевого оборудования по сравнению с обычным; невозможность объединить такую систему с уже существующими.  ^ На рисунках 2 –5 показана укрупненная структура технических средств АСУ ТП. Рассмотрим теперь состав программного обеспечения, необходимого для работы таких систем. На рисунке 6 типовая структура распределенной АСУ ТП дополнена квадратиками, обозначающими тот или иной вид программного обеспечения, установленного на данном вычислительном устройстве.  ^ На рисунке 6 цифрами обозначены следующие компоненты программного обеспечения: 1 – многозадачная операционная система реального времени, поставляется вместе с МПК, обычно зашита в ПЗУ. 1А – встроенная библиотека алгоритмов, с помощью которых решаются типовые задачи АСУ ТП; на многих контроллерах отсутствует и входит в пакет для программирования МПК. 2 – оригинальные программы для решения задач конкретной АСУ ТП, разрабатываются проектировщиками системы. 3 – обычная операционная система для компьютера, например WINDOWS XP. 4 – пакет для программирования контроллеров, включает в себя набор языков программирования и соответственно, компиляторов, библиотеку типовых алгоритмов. 5 – пакет для визуализации информации. 6 – пакет для программирования станции контроля и управления процессом; 7 – пакет для организации обмена данными по локальной сети. Собственно программные компоненты 4, 6, 7 и представляют собой так называемый SCADA –пакет. С его помощью создаются программы 2 и 5. Многие современные SCADA –пакеты имеют открытую архитектуру, что позволяет дополнять их различными драйверами и таким образом программировать контроллеры различных типов. Техническое обеспечение – совокупность всех технических средств, используемых в АСУ ТП. Как следует из приведенного выше, технические средства можно разделить на технические средства центральной части системы и технические средства нижней части (или на сленге разработчиков АСУ ТП – технические средства полевой части системы). Центральная часть – микропроцессорные контроллеры, персональные компьютеры, принтеры, электронные и бумажные регистраторы, устройства световой и звуковой сигнализации, пульты управления и т.п. Вся эта техника установлена в специальных помещениях – пультовых, диспетчерских, находящихся на удалении от технологического процесса. Технические средства поля: датчики непрерывных технологических параметров (расхода, температуры, давления, уровня и т.п.), как правило в комплекте с преобразователями сигнала в стандартный аналоговый или цифровой, сигнализаторы, формирующие дискретный сигнал при достижении технологическим параметром определенного, чаще всего, аварийного значения, исполнительные механизмы. Последние представляют из себя регулирующие или отсечные клапана или заслонки, управляемые электродвигателями. Для управления силовыми электродвигателями используются преобразователи слаботочных сигналов от контроллеров в силовые. |
Похожие:
 | О системах мониторинга в промышленности Сабиров В. К., Медведев И. С Разумеется, своё применение они нашли и в экономике, и в промышленности. В данной работе рассматриваются см в целом, как направление... | | Место и роль учета в структуре управляющих функций организаций пищевой промышленности формулирование актуальности и целей исследования Ональной экономики. Наиболее устойчивые производственные связи сложились с сельским хозяйством – организации пищевой промышленности... |
| Программа и методика испытаний Разработан государственным научно-производственным предприятием "агат-систем" Управления радиоэлектронной промышленности и конверсии... | | Программа курса (Силлабус) по дисциплине «Информатика» Специальности: 5В060200 «Информатика» Силлабус составила ст преподаватель Водолазкина Наталья Александровна на основании госо рк |
| «География топливно-энергетической промышленности мира» Выявить основные черты географии добывающих отраслей топливной промышленности в мире. Построить картограмму «Доля отдельных стран... | | Пояснительная записка содержание курса «Информатика и икт» Минобразования РФ от 05. 03. 2004 №1089 Программе соответствует учебник Н. Угриновича «Информатика и информационные технологии» для... |
| Программа внеурочной деятельности (научно-познавательное направление) Кружок «Занимательная информатика» ... | | Учебники Матвеева Н. В. Информатика. Учебник 2 класс в 2 частях. Часть Матвеева Н. В. Информатика Учебник 2 класс в 2 частях. Часть Просвещение 2012г Тетради России, планируемых результатов начального образования, Примерной образовательной программы начального общего образования по информатике... |
| - В торгово-промышленной палате РФ состоялось совместное заседание комитетов по безопасности предпринимательской деятельности и по... | | Рабочая программа дисциплины Информатика Целями освоения дисциплины «Информатика» развитие профессионального кругозора будущих специалистов, формирование профессионального... |